集積回路は、商業および建設の理由でICを分離できないように、分離不可能で電気的に相互接続された要素を含む回路として定義されます。このような回路を構築するには、無数の技術を使用できます。今日、私たちがICと呼んでいるものは、もともとモノリシック集積回路として知られていました。キルビーは1958年に最初の実用的なICを作成し、2000年に彼の努力によりノーベル物理学賞を受賞したと考えられています。本発明の最初の購入者は米空軍でした。

“再生可能エネルギーリストの形式 ”

集積回路とは何ですか？

チップまたはマイクロチップと呼ばれることもある集積回路（IC）は、数千または数百万の小さな抵抗、コンデンサ、およびトランジスタが製造された半導体ウェーハです。 ICは、増幅器、発振器、タイマー、カウンター、コンピューターメモリ、またはマイクロプロセッサとして機能することができます。正確なICは、将来のアプリケーションに応じて、線形（アナログ）またはデジタルのいずれかに分類されます。集積回路はそれをすべて歪めた。基本的な考え方は、多くのコンポーネントとそれらの間の接続を備えた完全な回路を取得し、シリコン片の表面に微視的に小さな形で全体を再構築することでした。それは信じられないほど巧妙なアイデアであり、デジタル時計やポケット電卓から、衛星ナビゲーションが組み込まれた月面着陸ロケットや腕に至るまで、あらゆる種類の「マイクロエレクトロニクス」ガジェットを可能にしました。

集積回路はどのように作られていますか？

コンピュータ用のメモリまたはプロセッサチップをどのように構築しますか？それはすべて、シリコンなどの生の化合物要素から始まります。これは、化学的に処理またはドープされて作成され、さまざまな電気的特性を備えています。

集積回路記号

ドーピング半導体

従来、人々は、電気が非常に簡単に流れることができるもの（導体）とそうでないもの（絶縁体）の2つのきちんとしたカテゴリに適合する機器について考えています。金属が導体の大部分を構成し、プラスチック、木材、ガラスなどの非金属が絶縁体です。実際、特に周期表の中心（グループ14と15）の元素、特にシリコンとゲルマニウムを定義する場合、効果はこれよりもはるかに複雑です。通常、絶縁体は、ドーピングと呼ばれる手順で少量の不純物を絶縁体に挿入すると、導体のように機能するように準備された要素です。

集積回路設計

シリコンにアンチモンを加えると、電気を伝導する力が通常含まれるよりもわずかに余分な電子がシリコンに供給されます。そのように「ドープ」されたシリコンは、n型シリコンと呼ばれます。アンチモンの代わりにホウ素を追加すると、シリコンの電子の一部が取り除かれ、「負の電子」として機能する「穴」が残ります。次に、反対の方法で正の電流を輸送します。このようなタイプのシリコンはp型と呼ばれます。 n型とp型のシリコンの領域を並べて、電子が非常に魅力的な方法で作用する接合を作成することは、私たちが電子的に生成する方法です。半導体デバイスダイオード、トランジスタ、メモリのように。

チップ工場内

集積回路の製造手順は、長い中実のパイプのような形をしたシリコンの大きな単結晶から始まります。これは、ウェーハと呼ばれる薄いディスク（コンパクトディスクのサイズ程度）に「サラミスライス」されます。ウェーハは、多くの同一の正方形または長方形の領域にマークされており、それぞれが単一のシリコンチップ（マイクロチップと呼ばれることもあります）を構築します。次に、表面の異なる領域をドープしてそれらをn型またはp型シリコンに変えることにより、数千、数百万、または数十億の装置が各チップ上に製造されます。

インサイドチップワーキング

“正弦波のrms電圧 ”

ドーピングは、さまざまなプロセスによって完了します。そのうちの1つは、スパッタリングと呼ばれ、ドーピング材料のイオンが、銃の弾丸のようにシリコンウェーハに向けて発射されます。蒸着と呼ばれるもう1つの手順では、ドーピング材料をガスとして導入し、不純物原子がシリコンウェーハの表面に薄膜を生成するように濃縮します。分子線エピタキシーは、ステートメントのはるかに正確な形式です。

もちろん、数百、数百万、または数十億の装置を指の爪サイズのシリコンチップに詰め込む集積回路を構築することは、思ったよりも少し難しいです。微視的（または時にはナノスコピック）スケールで作業するときに、汚れの点が原因となる可能性があるカオスを想像してみてください。そのため、半導体はクリーンルームと呼ばれる汚れのない実験室環境で準備されます。クリーンルームでは、空気が綿密にろ過され、従業員はあらゆる種類の保護服を使い果たすエアロックを出入りする必要があります。

集積回路の種類

以下を含むさまざまなタイプの集積回路

デジタル集積回路

この種のICには2つの定義されたレベルがあります：1と0は、1がオンを表し、0がオフを表す2進数学で機能することを意味します。このようなICは、数百万を超えるフリップフロップや論理ゲートなどをすべて1つのチップに組み込んでいるため、熱心に使用されています。デジタルICの例には次のものがありますマイクロコントローラとマイクロプロセッサ。

集積回路の種類

ロジックIC
メモリチップ、
インターフェイスIC（レベルシフター、シリアライザー/デシリアライザーなど）
パワーマネジメントIC
プログラマブルデバイス

アナログ集積回路

ザ・アナログ集積回路連続信号に取り組むことで機能し、フィルタリング、増幅、復調、変調などのタスクを実行できます。センサー、 OP-AMPは本質的にアナログICです。

“シンプルなステッピングモータードライバー回路 ”

リニアIC
RFIC

ミックスドシグナル

デジタルICとアナログICをシングルチップで使用すると、結果として得られるICはミックスドシグナル集積回路と呼ばれます。

データ収集IC（A / Dコンバーター、D / Aコンバーター、デジタルポテンショメーターを含む）
クロック/タイミングIC

集積回路の使用

集積回路は、作業テーブルとして半導体材料（読み取りチップ）を使用し、多くの場合、シリコンがタスクに選択されます。その後、電気部品ダイオード、トランジスタ、抵抗などが最小化された形でこのチップに追加されます。電気部品は、複数のタスクや計算を実行できるように結合されています。このアセンブリでは、シリコンはウェーハとして知られています。

集積回路の応用

ICの用途には以下が含まれます

レーダー
腕時計
テレビ
ジュースメーカー
PC
ビデオプロセッサ
オーディオアンプ
メモリデバイス
ロジックデバイス
無線周波数エンコーダーとデコーダー

この記事では、集積回路とは何か、集積回路の作り方など、集積回路について簡単に説明しました。チッププラント内で、ドーピング半導体の助けを借りて集積回路を構築するために、2つのタイプの方法が使用されてきました。私たちは、デジタル集積回路、アナログ集積回路、そして最後に混合信号のようなさまざまなタイプの集積回路を例とともに扱ってきました。さらに、集積回路の使用および集積回路の用途についても議論されてきた。

さらに、この概念に関する質問や電気および電子プロジェクトを実施する、下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、 ICの主な機能は何ですか？